低空情况下中末制导交班问题解决方案探讨

低空环境下,由于地海杂波、多路径效应等的影响,雷达的探测精度大幅降低,进而影响采用复合制导体制的防空导弹武器系统的中末制导交班。为解决这一问题,提出了主动导引头一维角度搜索的系统解决方案。对导引头角度搜索方案进行了设计,并仿真分析了导引头角度搜索截获性能。仿真结果表明,该方案能够较好地解决低空环境下的中末制导交班问题。     

防空导弹主动雷达导引头地/海杂波功率谱计算

中/远程防空导弹通常采用复合制导体制,并采用高抛弹道技术来增大射程。这样,在中末制导交班阶段或末制导阶段,主动雷达导引头需要在地/海杂波背景下截获和跟踪目标。介绍了一种计算主动导引头地/海杂波功率谱的方法,根据杂波功率谱的估算结果,可以确定导引头的杂波下可见度(SCV)指标或设立导引头跟踪的频率禁区。     

动基站时差探测系统导引头一维搜索问题研究

针对防空导弹中远程反隐身制导精度及交班需求,提出低频动基站时差探测系统,对该系统下不同目标定位精度进行了仿真分析,结果表明仅依靠动基站时差探测系统难以实现导引头可靠交班。为此分析了不同误差项占比,提出了利用两维高精度距离信息,配合导引头一维搜索的可靠交班方案。该方案最大程度上减少了导引头对目标的截获时间,为低频制导雷达反隐身提供了一种工程解决途径。     

中制导虚拟目标的定位参数研究

基于虚拟目标的优化导引中制导拦截弹道轨迹及其能耗与虚拟目标的位置紧密相关,决定该位置的参数包括中末制导交班距离和视场基准角等.首先研究了弹道特性随定位参数的变化规律并提出通过滚转实现视场基准角的负取值,在此基础上得出满足多约束条件的虚拟目标定位参数的设置方法.利用该方法所产生的虚拟目标与相应的优化导引律结合,可以很好地满足中制导的要求.     

发射后截获制导律研究

研究了发射后截获制导律设计问题.为了保证导引头顺利截获目标,提出了一种包含离轴角增益控制比例导引项、变系数追踪项和导弹纵向加速度补偿项的组合制导律.比例项主要稳定视线角速度,保证弹目距离收敛;变系数追踪项控制导弹前置角,能有效克服前置角震荡,增大导引头视场角截获概率并保证导引头尽早截获目标;导弹纵向加速度补偿项消除弹体纵向加速度变化对制导的不利影响.仿真验证结果表明,提出的制导律在大离轴角发射条件下能够满足发射后截获要求,简单易行.     

基于复合制导的简易航弹制导控制系统设计

针对简易航弹原有方案弹道导引方法的不足,提出一种新的复合制导总体方案,设计了基于虚拟导引的制导控制系统。首先比较了复合制导控制与原有方案弹道方法,随后设计了基于扩张状态观测器的鲁棒制导律,并进一步利用参数空间法设计俯仰回路的飞行控制律,最后进行了制导控制系统六自由度数字仿真。理论分析与仿真研究表明了设计的合理性及复合制导的优越性。     

反辐射导弹目标视线角解算抗关机制导方案

提出了一种被动雷达导引头与捷联惯导系统相结合的复合抗关机制导方案。该方案利用捷联惯导系统提供的导弹运动信息及目标雷达关机时导引头的观测信息,对目标视线角进行解算,从而保证导弹在目标雷达关机后仍能继续沿预定弹道飞行,同时保证目标雷达再次开机时导引头对目标的可靠捕获。     

地对空中远程导弹制导规律研究

本文给出了一种弹道中段和末段的复合制导规律,使导弹作战空域扩大了,并获得良好的拦截特性。文中对三维空间导弹飞行的制导规律进行了推导,求得了一种闭合回路的非线性最优制导规律的解析解,它适合于导弹中段和末段制导。此种复合制导规律,它的弹道中段和末段的交接段航向误差为零,对目标机动具有良好的适应性。制导算法是在惯性坐标系或在导引头坐标系中以反馈形式给出,在弹上使用,实现起来比较简单,适用于在线运算。     

舰空导弹复合导引头误差分析研究

针对舰空导弹采用旋转式微波相位干涉仪与红外成像导引头复合导引的特点,介绍了旋转式相位干涉仪引导红外成像导引头截获目标的原理;对复合导引头的各主要误差源进行了分类与计算;分析求解出引导总误差;最后通过仿真和实例讨论了各误差源对交班的影响.     

舰空导弹复合制导交班成功概率的建模与仿真

针对舰空导弹采用双模复合制导导引头的特点,对被动微波子系统引导红外子系统的误差进行了分类和计算;在分析双模交班流程的基础上,将交班成功概率分解为目标落入有效视场概率、红外目标识别概率和红外目标锁定(转跟踪)概率,并着重对影响交班成功概率的因素作了仿真分析。仿真结果表明,被动微波/红外制导交班误差、目标在海天背景下的信噪比等因素对交班成功概率影响显著。理论分析所得的主要结论对复合制导交班的研究及其他有关参数的设计具有指导意义。     

防空导弹武器中末制导交班灵敏度分析

复杂战场环境下,中远程防空导弹武器的中末制导交班问题越来越突出。实战要素影响到武器系统的各个环节,尤其是传感器测量精度,从而影响中末制导交班概率。通过灵敏度分析方法,对实战条件下影响中末制导交班的关键因素进行了分析,筛选出了高敏感影响因素,并得到了表征其影响程度的定量化灵敏度系数。     

指令时延对舰空导弹中末制导交班误差影响分析

从目标作直线飞行和机动飞行两种情况出发,建立相应的舰空导弹中末制导交班时的导引头指向误差模型和导弹速度矢量指向误差模型,指出了相应的误差修正方法,进行了仿真计算,并分析了计算结果.仿真结果验证了上述模型的正确性.     

复合制导防空导弹中末制导交班问题研究

根据防空导弹武器系统发展趋势,分析了中末制导交班问题的来源和研究的必要性,然后分析了影响中末制导交班的主要误差源,并计算了方位和俯仰平面导引头指向误差,讨论了不同条件下的交班问题。     

反临近空间高超声速目标拦截弹中末制导交接班窗口

在视线旋转坐标系下建立拦截弹与目标的相对运动方程,分析采用纯比例导引律捕获高超声速目标的充分条件,并推导出在交接班处的最优拦截几何,即零控拦截流型。定性分析了拦截弹速度、高度、导引头特性以及末制导捕获条件等在中末制导交接班时所受到的限制,在此基础上定义了中末制导交接班窗口的概念,并介绍了交接班捕获窗口的影响因素、用途、特性以及计算步骤。以纯比例导引律拦截高速目标为例,定量描述了交接班捕获窗口和零控交接班区域,并通过数字仿真实验验证了交接班捕获窗口的合理性。     

对两种中制导方法的性能研究

现在已应用的中制导技术包括惯性中制导和半主动中制导,文中先简介了几种有代表性的复合制导空空导弹的发展情况和其中制导方法,然后,从实际应用的角度对这两种中制导剂方法进行了比较详细的分析研究和比较,最后讨论了采用这两种中制导的导弹对飞机及火控系统的影响。     

一种适用于拦截高速目标的末段导引律

基于在视线坐标系中的导弹-目标相对运动模型,以控制导弹-目标视线角速度趋于零为基本思想,设计了一种末制导律,用于拦截高超声速目标。以脱靶量和能量消耗为约束条件,以目标无机动时有很好的性能为目的,首先设计了最优制导律;然后,基于滑模控制理论,选择合适的滑模趋近律,对所设计的最优制导律进行改进得到最优滑模制导律;用李雅普诺夫理论证明了该制导律的稳定性,分析了该制导律参数选择条件。仿真结果表明,与最优制导律相比,所设计的制导律对目标机动有较强的鲁棒性,能以直接碰撞的方式拦截高超声速目标。     

基于反馈线性化及滑模控制的俯冲机动制导方法

以高超声速飞行器为研究对象,针对俯冲段精确制导及机动突防问题,基于反馈线性化与滑模控制研究了机动突防滑模跟踪制导方法。首先设计纵向俯冲及侧向机动弹道,其次利用反馈线性化将非线性运动方程转化为线性方程,基于该线性方程利用滑模控制对已设计的弹道进行跟踪,最终将线性跟踪制导律转换到非线性系统中获得非线性滑模跟踪制导律,该制导律完全基于飞行器当前运动状态,所需的相对运动信息大大减少。CAV-H飞行器制导实例仿真表明,该方法能够实现俯冲段精确制导及机动飞行,且对初始及过程偏差具有较强的鲁棒性,能够为高超声速飞行器俯冲段制导提供有益参考。     

基于Gauss伪谱法的空空导弹最优中制导律设计

研究Gauss伪谱法在空空导弹最优中制导律设计中的应用。建立空空导弹中制导律设计问题最优控制模型,首次提出采用Gauss伪谱法求解最优中制导律设计问题的思路,详细阐述了求解流程,通过仿真算例验证了求解方法的有效性,并同比例导引、打靶法等传统方法进行了对比。仿真结果表明,综合考虑性能指标、计算精度、计算效率等因素,Gauss伪谱法具有明显优势,Gauss伪谱法求解结果和求解效率与配点个数密切相关。研究结果为空空导弹中制导律设计提供理论参考。     

基于惯导和雷达导引头的再入复合末制导方法研究

对基于惯导系统和雷达导引头的再入复合末制导方法进行了探讨研究。提出了通过利用雷达导引头测量信息 ,估计并修正惯导系统给出的战术弹道导弹再入飞行状态参数偏差 ,然后按其具有终端位置和角度约束的制导律实时进行导引控制的再入复合末制导方法。并通过数学仿真分析验证了方法的可行性。